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乌兰布和沙漠地下水水化学特征和水文地球化学过程

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乌兰布和沙漠地下水水化学特征和水文地球化学过程

作者：党慧慧兰州大学

学位级别：硕士

沙漠作为中国干旱半干旱区的一种特有地貌,其形成受气候变化与人类活动共同影响,研究沙漠地区地下水的补给演化规律及与气候之间的响应机制,对中国西北部干旱地区气候变化和水文循环过程研究有着指示意义。乌兰布和沙漠位于内蒙古阿拉... 详细信息

沙漠作为中国干旱半干旱区的一种特有地貌,其形成受气候变化与人类活动共同影响,研究沙漠地区地下水的补给演化规律及与气候之间的响应机制,对中国西北部干旱地区气候变化和水文循环过程研究有着指示意义。乌兰布和沙漠位于内蒙古阿拉善高原西部,本文利用水文地球化学方法、同位素方法和反向地球化学模拟,分析区域水文地球化学时空变异特征和演化规律,揭示地下水与环境的相互联系,探讨地下水的可能补给来源,为干旱区地下水资源的可持续利用提供理论依据。通过本文研究,得出以下结论:(1)从补给区经径流区至排泄区,乌兰布和沙漠地下水水化学类型变化规律为从HCO3-Ca-Na型到HCO3-Na型,再到Cl-Na型水。沿着水流路径,地下水水化学类型表现出垂直分层性,浅层地下水和中层地下水都以Cl-Na型水为主,深层地下水主要水化学类型为HCO3-Ca-Na型、HCO3-Ca型和Cl-Na型。浅层地下水水化学组成主要受蒸发/浓缩作用控制,深层地下水主要由岩石风化作用和阳离子交换作用主导。通过分析研究区地下水水文地球化学特征,可以得出乌兰布和沙漠的补给来源及机制,乌兰布和沙漠的地下水主要来源为巴彦乌拉山和贺兰山基岩裂隙水下渗、黄河水的侧渗补给和不同含水层间的越流补给。(2)地下水的δ2H和δ18O具有明显的分层特征,随着深度增加,δ2H和δ18O平均值均减小。乌兰布和沙漠当地大气降水线为δ2H=6.93δ18O-8.68(‰,VSMOW,R2=0.95),蒸发趋势线为δ2H=5.00δ18O-35.14,地下水受低湿度条件下降水补给,补给过程中经历强烈蒸发。补充研究区地下水的主要来源:大气降水的间接补给和古地下水在偏冷气候下的混合补给。(3)通过Netpath软件模拟计算乌兰布和沙漠地下水的14C年龄,并用Vogel、Tamers、Pearson、Fontes及Garnier、Evans、Eichinger及Gonfiantini模型校正地下水年龄,基于Pearson、Fontes及Garnier模,研究区地下水年龄为将近22000在,在地质年代上为第四纪时期,包括全新世早期及更新世晚期,补给环境较现在偏冷湿。(4)选取Ca、Mg、Na、K、S、Cl、C作为此次模拟的约束条件,白云石、方解石、伊利石、石膏等、阳离子交换作用、NaCl列为矿物相,选择五条具有代表性的模拟路径,利用Netpath软件对研究区进行反向地球化学模拟。概括乌兰布和沙漠地下水从补给区至排泄区的反应模式为:起始点+石膏+NaCl+阳离子交换作用+蒸发作用=终点+白云石+方解石+伊利石。反向地球化学模拟表明溶滤作用、阳离子交换作用、蒸发作用及不同深度地下水之间的混合作用共同影响着地下水在水流路径上的化学形成作用。

关键词：乌兰布和沙漠水化学氢氧同位素碳同位素测年反向地球化学模拟

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不同播期粳稻稻田甲烷排放及综合效益研究

不同播期粳稻稻田甲烷排放及综合效益研究

作者：党慧慧南京信息工程大学

学位级别：硕士

全球升温的重要原因是大气中温室气体排放的增加,甲烷(CH)为大气中仅次于二氧化碳(CO)的全球第二大温室气体,其重要排放源是稻田生态系统。因此了解减缓稻田CH排放的有效措施成为抑制全球温度上升、缓解气候事件频发的重要研究方向。合... 详细信息

全球升温的重要原因是大气中温室气体排放的增加,甲烷(CH)为大气中仅次于二氧化碳(CO)的全球第二大温室气体,其重要排放源是稻田生态系统。因此了解减缓稻田CH排放的有效措施成为抑制全球温度上升、缓解气候事件频发的重要研究方向。合理的水稻播期不仅是实现水稻高产优质的关键,同时也可能有利于减少稻田CH排放。因此研究播期对稻田CH排放及其综合效益的影响,对于优选最佳播期实现水稻丰产和稻田CH减排具有重大意义。本研究于2019-2021年水稻生长季开展分期播种田间试验,供试粳稻品种为南粳9108。试验设3个播期处理:对照(Ⅰ期),比Ⅰ期延期播种10 d(Ⅱ期),比Ⅰ期延期播种20 d(Ⅲ期)。采用透明箱-高精度温室气体分析仪(LGR)观测CH通量,同步测定5 cm深土壤的温度和湿度,同时记录空气温度数据;在水稻部分关键生育期,取水稻根际土测定土壤理化性质及酶活性;在水稻关键生育期,获取水稻植株测定生物量;收获时进行水稻测产,根据产出与投入的差值计算水稻产量经济效益,进而计算基于CH减排的水稻生产综合效益。研究结果表明:(1)播期不影响稻田CH季节排放规律,若采用中期烤田水分管理方式,则稻田CH排放通量在分蘖前期呈增长趋势,在分蘖盛期达到峰值,中期排水后逐渐下降接近于0,田间复水后呈增长趋势,在生殖生长期出现次排放峰值,之后随着水稻成熟逐渐下降为0。但若稻田中期烤田失败,则稻田CH排放通量呈逐渐增长,达到峰值后再下降趋势。相比于Ⅰ期,Ⅱ期和Ⅲ期稻田CH累积排放量和单位产量CH排放量均显著减少。相比于Ⅱ期,Ⅲ期稻田CH累积排放量均减少,但只有在2019年水稻生长季差异性达到显著,而单位产量CH排放量均增大,但差异性都未达到显著水平。(2)CH排放通量与空气温度、土壤温度和土壤湿度均为正相关关系,且这种关系呈指数相关性;CH累积排放量与所测土壤理化性质及酶活性均呈正相关,其中,连续三年水稻季CH累积排放量与土壤p H值、土壤可溶性有机碳(Dissolved organic carbon,DOC)含量和转化酶活性的相关性均达到显著水平;各关键生育期CH累积排放量与水稻植株组织(根、茎和叶生物量、总生物量)都表现出正相关性,但其与水稻根干重的相关关系均未达到显著水平。(3)随着水稻播期推迟,其理论产量和产量经济效益均呈先升后降的趋势,表现为:Ⅱ期>Ⅰ期>Ⅲ期,即南粳9108在6月1日左右播种,理论产量值最高;基于CH减排的水稻生产综合效益也均表现为:Ⅱ期>Ⅰ期>Ⅲ期,且每两个播期之间差异性变化都达到了显著水平。综上所述,延期播种10 d,基于CH减排的水稻生产综合效益最高,适度晚播有利于实现水稻丰产和稻田CH减排。

关键词：稻田 CH4排放播期产量综合效益

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考虑水作用的桥墩自振特性计算方法对比分析

世界地震工程 2010年第3期26卷 91-95页

作者：杨吉新党慧慧雷凡武汉理工大学交通学院湖北武汉430063

地震作用下,深水中的桥墩在水流作用下动力特性会有很大的变化,《铁路工程抗震设计规范》(GB50111-2006)规定:在常水位以下的部分,对水深超过5m时,应计入地震动水压力对桥墩的影响。考虑水的作用,目前可以用于计算桥墩自振频率和周期的... 详细信息

地震作用下,深水中的桥墩在水流作用下动力特性会有很大的变化,《铁路工程抗震设计规范》(GB50111-2006)规定:在常水位以下的部分,对水深超过5m时,应计入地震动水压力对桥墩的影响。考虑水的作用,目前可以用于计算桥墩自振频率和周期的方法主要有解析法、数值分析法和规范中给出的公式法,文中对这3种方法做了简单的介绍,并通过对某连续钢构桥桥墩的周期和自振频率的计算,综合其他各个方面对这3种方法进行进一步对比分析。总结得出了这3种方法分别适用的范围:公式法可用于只需1阶频率、不用考虑地基土影响的圆形或圆端形桥墩;解析法则适用于结构形式简单,截面统一的桥墩;数值分析法可以用于所有形式的桥墩,灵活性强,但对建模能力要求较高。在此基础上对这3种方法的优缺点进行了分析,为考虑与水相互作用的桥墩自振特性计算方法的选择提供了参考依据。

关键词：动力特性基本周期自振频率动水压力

基于不同时间尺度玉米蒸散蒸腾量及其影响因素

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资源科学 2014年第7期36卷 1501-1508页

作者：郭映董阳党慧慧董军魏国孝兰州大学资源环境学院兰州730000 兰州大学西部环境教育部重点实验室干旱环境与气候变化协同创新中心兰州730000

运用涡度相关仪、包裹式茎流计对半干旱区玉米蒸散和蒸腾进行连续观测,并对田间土壤水势及其周围气象因子进行同步监测,分析了玉米蒸散和蒸腾在不同时间尺度上的变化过程及其影响因素,结果表明:①涡度相关仪测定的日蒸散量和茎流计测定... 详细信息

运用涡度相关仪、包裹式茎流计对半干旱区玉米蒸散和蒸腾进行连续观测,并对田间土壤水势及其周围气象因子进行同步监测,分析了玉米蒸散和蒸腾在不同时间尺度上的变化过程及其影响因素,结果表明:①涡度相关仪测定的日蒸散量和茎流计测定的日腾量变化规律一致,相关性较好,但日内蒸散速率和蒸腾速率的变化受环境因子的影响而呈现不同的变化特征;②不同深度土壤水分状况对玉米蒸散和蒸腾存在不同影响。对玉米蒸散起较大作用的是地表以下10~15cm深处的土壤水势,而对玉米蒸腾起较大作用的是15~20cm深处的土壤水势;③在不同时间尺度上,太阳辐射始终是影响玉米蒸散和蒸腾的最主要气象因子;但在日内变化上,玉米蒸散速率和蒸腾速率与太阳辐射和饱和水汽压差均存在较好的相关关系。

关键词：涡度相关茎流蒸散蒸腾环境因子玉米

应用修订的Shuttleworth-Wallace模型对半干旱区覆膜玉米蒸散的研究

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中国生态农业学报 2016年第5期24卷 674-683页

作者：董军岳宁党慧慧王刚魏国孝兰州大学资源环境学院/西部环境教育部重点实验室兰州730000 山东农业大学水利土木工程学院泰安271000

蒸散发(ET)包括植物蒸腾(T)和土壤蒸发(E),在维持全球能量平衡和气候调节中起关键作用。量化蒸散发及其组分在准确预报气候对生态系统碳水通量和能量的响应中至关重要。基于兰州大学半干旱区农业生态系统试验站2014年玉米生长季涡度相... 详细信息

蒸散发(ET)包括植物蒸腾(T)和土壤蒸发(E),在维持全球能量平衡和气候调节中起关键作用。量化蒸散发及其组分在准确预报气候对生态系统碳水通量和能量的响应中至关重要。基于兰州大学半干旱区农业生态系统试验站2014年玉米生长季涡度相关仪的观测结果,利用修订后的Shuttleworth-Wallace模型(S-W模型)对覆膜玉米田的蒸散发进行模拟,利用实测值对模拟结果进行验证,对蒸散发及其组分的影响因素和敏感性进行分析。结果表明:S-W模型对覆膜玉米农田蒸散发的模拟结果在日蒸散量大于2 mm·d^(-1)的晴天和时晴时云天气较好,阴雨天气模拟结果较差,且模型模拟结果较涡度相关的实测值偏高。E/ET在一天内的变化为单峰曲线,在生长季尺度上,在玉米快速生长期呈下降趋势,在之后的时间基本保持不变。覆膜玉米农田的E/ET在日时间尺度的变化主要受气孔导度影响,在生长季尺度主要受叶面积指数和土壤含水量的共同影响。敏感性分析表明,蒸散发及其组分对作物冠层高度与参考高度间的空气动力阻力(raa)和冠层内边界层阻力(rac)均较敏感,对作物冠层阻力(rsc)敏感性适中,对地面与冠层间的空气动力阻力(ras)和下垫面裸土表面阻力(rss)不敏感,在应用S-W模型模拟覆膜玉米农田蒸散量时,要特别注意阻力参数raa、rac和rsc的合理确定。

关键词：地膜覆盖玉米 Shuttleworth-Wallace模型蒸散发半干旱区

新课改视域下初中道德与法治大单元教学设计与实践

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中文科技期刊数据库（文摘版）教育 2023年第12期 42-45页

作者：党慧慧甘肃省陇南市武都区中学甘肃陇南746000

课改视域下需多维度诠释初中道德与法治大单元教学的价值意蕴,以新理论和新思路为依据,构建开放和智慧的教学环境与活动氛围.而本研究选取了人教版初中道德与法治教材,以案例分析为主要方法,以实际教学实践为基础,避免纯理论的抽象探讨... 详细信息

课改视域下需多维度诠释初中道德与法治大单元教学的价值意蕴,以新理论和新思路为依据,构建开放和智慧的教学环境与活动氛围.而本研究选取了人教版初中道德与法治教材,以案例分析为主要方法,以实际教学实践为基础,避免纯理论的抽象探讨。通过详细分析教材内容,设计教学大纲,并结合案例分析实际教学情境,本研究旨在回应新课改对道德与法治教育的要求。本研究的关键发现包括:新课改提供了更广阔的教育视域,要求教师更注重培养学生的创新能力、问题解决能力以及社会参与和责任感;人教版初中道德与法治教材在理论和实践结合方面具备潜力,但需要更多的教学设计和教师培训来充分发挥;案例分析法有助于引导学生深入思考复杂的道德和法治问题,培养批判性思维和伦理判断力。

关键词：新课改初中道德与法治人教版教材

湖北省2019-2021年岩溶碳汇估算及其驱动因子分析

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地质科技通报 2024年第2期43卷 330-343页

作者：王懿洁马传明郭静党慧慧黄鹏范威中国地质大学(武汉)环境学院武汉430078 湖北省地质局资源与生态环境地质湖北省重点实验室武汉430034 湖北省地质局湖北省地质环境总站武汉430034

碳酸盐岩在水循环过程中的碳汇效应显著,加之岩溶地貌在我国分布广泛,所以探求岩溶碳汇潜力的研究对制定区域增汇策略具有重要意义。选取位于西南岩溶区的湖北省为重点研究区域,基于水化学径流法及入渗-平衡化学法进行定量化计算和比较... 详细信息

碳酸盐岩在水循环过程中的碳汇效应显著,加之岩溶地貌在我国分布广泛,所以探求岩溶碳汇潜力的研究对制定区域增汇策略具有重要意义。选取位于西南岩溶区的湖北省为重点研究区域,基于水化学径流法及入渗-平衡化学法进行定量化计算和比较,利用ArcGIS空间分析技术整体评估湖北省2019-2021年岩溶碳汇的空间格局与量级,探索更适宜应用于区域尺度的岩溶作用碳汇估算方法,综合分析岩溶碳汇的驱动因子,发掘更大的增汇潜力。研究结果表明:(1)采用入渗-平衡化学法估算3 a碳汇强度大小为2020年>2019年>2021年,丰水年(2020年)岩溶碳汇总量约为枯水年(2019年)的6倍,3 a年均碳汇强度为12.84 t/(km^(2)·a),碳汇总量达163.89×10^(4) t/a;(2)相较于水化学径流法,入渗-平衡化学法计算结果更为准确,获取数据资料较为简单,大小空间尺度都具有一定的普适性;(3)碳汇作用变化是高度动态的,气候变化下变化幅度主要由径流深决定,碳汇强度随径流深增大而变强,土地利用类型调控着岩溶作用碳汇强度;(4)鄂西南地区岩溶作用强烈,可建立岩溶碳汇试验区,定量评估人工干预所带来的增汇效果。研究结果不仅提供了精确易行的岩溶碳汇估算方法,而且确定了湖北省岩溶碳汇的量级与空间格局,摸清了碳汇强度驱动因子的共同耦合作用,体现了岩溶碳汇的人为可调控性以及复杂性,进一步为环境保护政策、人工增汇措施的制定提供了可靠的科学依据。

关键词：岩溶碳汇水化学径流法入渗-平衡化学法 ArcGIS空间分析驱动因子湖北省

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半干旱区玉米茎流规律及其对气象因子的响应

干旱区资源与环境 2014年第9期28卷 94-99页

作者：郭映董阳周振方党慧慧魏国孝兰州大学资源环境学院兰州730000 兰州大学西部环境教育部重点实验室兰州730000

采用包裹式茎流计和小型自记式气象站对甘肃省会宁县太平镇主要农作物玉米的茎流速率及其周围的气象因子进行同步观测。分析结果表明：1）玉米的日茎流速率变化趋势基本一致,都呈＂几＂字型变化。晴朗天气下,茎流启动时间为6：00,于14：... 详细信息

采用包裹式茎流计和小型自记式气象站对甘肃省会宁县太平镇主要农作物玉米的茎流速率及其周围的气象因子进行同步观测。分析结果表明：1）玉米的日茎流速率变化趋势基本一致,都呈＂几＂字型变化。晴朗天气下,茎流启动时间为6：00,于14：00-15：30达到峰值,持续较短时间后迅速降低,至晚上22：00达到较低值且在夜间保持了一定的茎流活动。而多云和阴雨天气玉米茎流速率则呈不规则曲线。2）玉米茎流速率与气象因子变化趋势相吻合。相关性分析结果表明,影响玉米茎流的主要因子依次是：光合有效辐射、空气温度、空气湿度、风速。玉米茎流速率与气象单因子分析及逐步回归方程表明,对半干旱区玉米茎流起关键作用的气象因子是光合有效辐射与空气湿度。

关键词：茎流气象因子玉米半干旱区会宁

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基于ANSYS的流固耦合动力分析方法

船海工程 2008年第6期37卷 86-89页

作者：杨吉新张可党慧慧武汉理工大学交通学院武汉430063

在对ANSYS的相关单元进行分析的基础上,重点研究悬臂柱模型在不同水位下的模态计算方法,进行数值演算,给出计算步骤和计算结果,并将其与实验结果相比较,验证计算方法的可行性。通过对不同水位下结构模型的前3阶频率值进行比较,得出当水... 详细信息

在对ANSYS的相关单元进行分析的基础上,重点研究悬臂柱模型在不同水位下的模态计算方法,进行数值演算,给出计算步骤和计算结果,并将其与实验结果相比较,验证计算方法的可行性。通过对不同水位下结构模型的前3阶频率值进行比较,得出当水深达到一定深度时,水对结构的自振频率的影响将不能忽略的结论。

关键词：流固耦合深水结构模态分析 ANSYS